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細(xì)胞的代謝 (30分鐘　100分) 1.(14分)(2019大慶模擬)請(qǐng)你解讀如圖所示曲線，回答相關(guān)問題： (1)圖1和圖2分別表示酶具有_________________。 (2)圖3是與酶活性影響因素相關(guān)的曲線，請(qǐng)分析回答：當(dāng)pH從5上升到7，酶活性的變化過程是_______________；從圖示曲線我們還可以得出的結(jié)論是______________________。 (3)圖4表示的物質(zhì)是_____________，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________。從該物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)式可知，去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后的剩余部分是合成_______的原料。 (4)人體骨骼肌細(xì)胞中，ATP的含量?jī)H夠劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)三秒鐘內(nèi)的能量供給。在校運(yùn)動(dòng)會(huì)上，某同學(xué)參加100 m短跑過程中，其肌細(xì)胞中ATP相對(duì)含量變化如圖5所示，回答相關(guān)問題： ①?gòu)腁到B的變化過程中，說(shuō)明ATP被水解，釋放的能量用于____________ __________________。 ②從整個(gè)曲線來(lái)看，肌細(xì)胞中ATP的含量不會(huì)降為零，說(shuō)明______________ ________________。 【解析】(1)圖1實(shí)驗(yàn)的自變量是催化劑的種類，不加催化劑的一組作為對(duì)照組，與無(wú)機(jī)催化劑相比，加入酶比加入無(wú)機(jī)催化劑先到達(dá)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，表示酶具有高效性的特點(diǎn)；由圖2可以看出，酶能與特定結(jié)構(gòu)的反應(yīng)底物結(jié)合形成酶-底物復(fù)合物，從而降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，說(shuō)明酶具有專一性的特點(diǎn)。 (2)當(dāng)pH從5上升到7，酶活性的變化是先增強(qiáng)后減弱；從圖示曲線我們還可以得出的結(jié)論是隨pH的變化酶的最適溫度不變，溫度影響酶活性。 (3)圖4表示的物質(zhì)是ATP，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A-P～P～P，該物質(zhì)的名稱叫三磷酸腺苷。從該物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)式可知，去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，為合成RNA的原料。 (4)圖示為某運(yùn)動(dòng)員參加短跑比賽過程中ATP的相對(duì)含量隨時(shí)間的變化，①A→B的變化過程中ATP含量降低因ATP被水解用于肌肉收縮等生命活動(dòng)；B→C過程中，ATP含量增加是因通過呼吸作用迅速由ADP轉(zhuǎn)化而成；②從整個(gè)曲線來(lái)看，ATP的含量不會(huì)降為零，說(shuō)明ATP的合成和分解是同時(shí)進(jìn)行的。 答案：(1)高效性和專一性 (2)先上升后下降　隨著pH的變化酶的最適溫度不變(溫度影響酶活性) (3)ATP(或三磷酸腺苷)　A-P～P～P　RNA (4)①肌肉收縮等生命活動(dòng) ②ATP的合成和分解是同時(shí)進(jìn)行的 【加固訓(xùn)練】 　　解讀下面與酶有關(guān)的曲線，回答下列問題： (1)酶降低的活化能可以用甲圖中________段來(lái)表示。如果將酶催化改為用無(wú)機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則B在縱軸上將________(填“上移”或“下移”)。 (2)乙圖中160 min時(shí)，生成物的量不再增加的原因是________________。 (3)聯(lián)系所學(xué)內(nèi)容，分析丙圖曲線： ①對(duì)于曲線ABC，若x軸表示pH，則曲線上B點(diǎn)的生物學(xué)意義是_______________________________。 ②對(duì)于曲線ABD，若x軸表示反應(yīng)物濃度，則y軸可表示____。 制約曲線BD增加的原因是___________________。 (4)若該酶是胃蛋白酶，酶濃度和其他條件不變，反應(yīng)液pH由10逐漸降低到2，則酶催化反應(yīng)的速率將_____，原因是___________________。 【解析】(1)酶促反應(yīng)的原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，甲圖中可以用AB段來(lái)表示，酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高，將酶換成無(wú)機(jī)催化劑以后，則B在縱軸上應(yīng)該向上移動(dòng)。 (2)乙圖中160 min時(shí)，生成物的量不再增加的原因是底物已經(jīng)消耗完。 (3)①對(duì)于曲線ABC，x軸表示pH，y軸可以表示酶的催化效率，則曲線表示的是酶促反應(yīng)與pH之間的關(guān)系；B點(diǎn)表示該酶的最適pH條件下的酶促反應(yīng)速率。 ②對(duì)于曲線ABD，若x軸表示反應(yīng)物濃度，則y軸可表示酶促反應(yīng)速率，制約曲線BD增加的原因可能是酶濃度。 (4)酶的催化具有專一性，蛋白酶催化分解的底物應(yīng)該是蛋白質(zhì)，胃蛋白酶濃度和其他條件不變，反應(yīng)液pH由10逐漸降低到2，則酶催化反應(yīng)的速率將不變，原因是胃蛋白酶的最適pH是2左右，pH為10時(shí)已經(jīng)失活，再改變pH，反應(yīng)速率不變。 答案：(1)AB　上移 (2)底物已被完全消耗掉 (3)①在最適pH下，酶的催化效率最高 ②酶促反應(yīng)速率　受酶濃度的限制 (4)不變　胃蛋白酶的最適pH在2左右，pH為10時(shí)胃蛋白酶已經(jīng)失活，再改變pH，酶的活性不會(huì)恢復(fù) 2.(14分)花燭是一種觀賞性植物，喜溫?zé)岫酀穸峙潘己玫陌腙幁h(huán)境。如圖表示其在不同遮光處理?xiàng)l件下凈光合速率的日變化曲線，請(qǐng)分析回答下列有關(guān)問題。 (1)圖中b點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)能夠合成ATP的場(chǎng)所有________________，M點(diǎn)的含義是______________________，此時(shí)理論上葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠體產(chǎn)生O2的速率________(填“大于”“等于”或“小于”)線粒體消耗O2的速率。 (2)本實(shí)驗(yàn)的自變量為__________________________，無(wú)關(guān)變量有_______________________(寫出兩種即可)。 (3)由曲線可看出適當(dāng)遮光能夠增加花燭的凈光合速率，某同學(xué)做出的推測(cè)為適當(dāng)遮光可能導(dǎo)致葉綠素含量增加，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該同學(xué)的推測(cè)是否正確，簡(jiǎn)單寫出實(shí)驗(yàn)思路：____________________________________________。 【解析】(1)圖中b點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞可通過細(xì)胞呼吸和光合作用合成ATP，場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，M點(diǎn)時(shí)凈光合速率為0，說(shuō)明光合速率等于呼吸速率；對(duì)于整個(gè)植株而言，葉肉細(xì)胞可以進(jìn)行光合作用，而所有細(xì)胞均可以進(jìn)行呼吸作用，因此此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠體產(chǎn)生O2的速率大于線粒體消耗O2的速率。 (2)一天中光照強(qiáng)度先逐漸增強(qiáng)，后逐漸減弱，本實(shí)驗(yàn)的自變量為花燭的遮光情況、光照強(qiáng)度，無(wú)關(guān)變量有CO2濃度、溫度、濕度等。 (3)驗(yàn)證適當(dāng)遮光可能導(dǎo)致葉綠素含量增加，可提取并用紙層析法分離遮光和未遮光情況下的花燭綠色葉片中的色素，觀察并比較適當(dāng)遮光條件下花燭綠色葉片中葉綠素含量是否增加。 答案：(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體　光合速率等于呼吸速率　大于 (2)花燭的遮光情況、光照強(qiáng)度　CO2濃度、溫度、濕度等 (3)提取并用紙層析法分離遮光和未遮光情況下的花燭綠色葉片中的色素，觀察并比較葉綠素色素帶的寬度是否發(fā)生變化及發(fā)生何種變化 3.(14分)科學(xué)家研究Cd(鎘)對(duì)小麥種子萌發(fā)及幼苗早期生長(zhǎng)的影響，用五種不同濃度的Cd2+溶液分別處理某品種小麥種子，然后在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(01 ℃，每天16 h光照)。Cd2+處理后第2天，隨機(jī)取樣對(duì)α-淀粉酶活性進(jìn)行測(cè)定，第10天隨機(jī)取樣測(cè)定幼苗丙二醛(MDA)含量、葉片葉綠素含量、幼苗高度及干重。根據(jù)如圖所示的主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答下列問題： (1)Cd對(duì)小麥幼苗的早期生長(zhǎng)具有抑制作用，可能原因之一是：抑制小麥α-淀粉酶的活性，最終導(dǎo)致_______(填“光合”或“呼吸”)速率下降。 (2)MDA(丙二醛)是膜脂過氧化的產(chǎn)物，Cd2+濃度達(dá)到_______mg/L時(shí)，膜脂過氧化程度加劇，這會(huì)導(dǎo)致_______損傷。 (3)10 mg/L Cd2+溶液能夠在一定程度上________(填“促進(jìn)”或“抑制”)該小麥合成葉綠素。 (4)經(jīng)過10 mg/L Cd2+溶液處理的小麥幼苗，凈光合速率很可能________(填“增加”或“下降”)，判斷的理由是__________________________________。 【解析】(1)由圖可知，Cd2+能抑制萌發(fā)種子中α-淀粉酶的活性，使淀粉不能正常轉(zhuǎn)化為葡萄糖，影響植物的細(xì)胞呼吸，萌發(fā)的種子早期沒有光合作用。 (2)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，Cd2+濃度達(dá)到40 mg/L時(shí)，MDA(丙二醛)含量顯著增加，構(gòu)成生物膜的脂質(zhì)的過氧化程度加劇，生物膜受到損傷。 (3)由圖可知，10 mg/L的Cd2+溶液能夠在一定程度上促進(jìn)小麥合成葉綠素。 (4)與對(duì)照組相比，經(jīng)過10 mg/L的Cd2+溶液處理的小麥幼苗的苗高和植株總干重顯著降低，說(shuō)明Cd2+會(huì)導(dǎo)致凈光合作用速率下降。 答案：(1)呼吸　 (2)40　生物膜　(3)促進(jìn) (4)下降　10 mg/L Cd2+溶液處理時(shí)，該小麥幼苗的苗高與植株總干重明顯比Cd2+濃度為0的對(duì)照組低 4.(14分)金釵石斛是重要中藥，因其對(duì)生長(zhǎng)要求特殊、繁殖緩慢等原因，野生金釵石斛幾近絕跡?？茖W(xué)家研究了不同光照強(qiáng)度下溫度對(duì)金釵石斛生長(zhǎng)的影響，結(jié)果如圖。分析回答： (1)本研究是在人工氣候箱中進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)過程中除可調(diào)節(jié)箱內(nèi)_______外，其他條件(如空氣 濕度、CO2濃度等)均應(yīng)處于比較適宜的狀態(tài)，其目的是__________________________________。 (2)由圖示可知，當(dāng)栽培溫度從15 ℃增加到25 ℃時(shí)，O→M點(diǎn)凈光合速率明顯增加，這主要是因?yàn)開____________________________；而從P→N點(diǎn)凈光合速率增加不明顯，這是因?yàn)楣庹詹蛔悖~綠體的_______上產(chǎn)生ATP和[H]的速度慢，導(dǎo)致暗反應(yīng)階段C3轉(zhuǎn)化為_______的過程變慢。 (3)根據(jù)本研究，在金釵石斛的生長(zhǎng)期應(yīng)控制的適宜條件是____。 【解析】(1)本研究是在人工氣候箱中進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)過程中除可調(diào)節(jié)箱內(nèi)溫度和光照強(qiáng)度外，其他條件(如空氣 濕度、CO2濃度等)均應(yīng)處于比較適宜的狀態(tài)，其目的是使實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯，有利于觀察。 (2)由題圖可知，當(dāng)栽培溫度從15 ℃增加到25 ℃時(shí)，O→M點(diǎn)凈光合速率明顯增加，這主要是因?yàn)殡S著溫度的升高，參與代謝的酶活性增強(qiáng)；而從P→N點(diǎn)凈光合速率增加不明顯，這是因?yàn)楣庹詹蛔?，葉綠體的類囊體上產(chǎn)生ATP和[H]的速度慢，導(dǎo)致暗反應(yīng)階段C3轉(zhuǎn)化為有機(jī)物(和C5)的過程變慢。 (3)根據(jù)本研究，在金釵石斛的生長(zhǎng)期應(yīng)控制的適宜條件是25 ℃、 640μmolm-2s-1光照強(qiáng)度。 答案：(1)溫度和光照強(qiáng)度　使實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯，有利于觀察 (2)隨著溫度的升高，參與代謝的酶活性增強(qiáng)　類囊體薄膜　有機(jī)物(和C5) (3)25 ℃、640μmolm-2s-1光照強(qiáng)度 5.(14分)(2019榆林模擬)圖甲為智能溫室內(nèi)高等綠色植物葉肉細(xì)胞中的部分代謝示意圖；圖乙為不同光照強(qiáng)度下綠色植物對(duì)CO2的吸收速率的曲線。請(qǐng)據(jù)圖回答問題： (1)圖甲中，物質(zhì)A是_________，能發(fā)生d過程的內(nèi)部條件有_________。 (2)圖乙中，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的甲圖中的CO2和O2的擴(kuò)散途徑理論上只有_________，AD段限制葉肉細(xì)胞CO2吸收速率的主要環(huán)境因素是_________。 (3)現(xiàn)代科學(xué)研究表明，植物生長(zhǎng)發(fā)育過程在根本上是_________在一定時(shí)間和空間上程序性表達(dá)的結(jié)果。 (4)某同學(xué)以綠色植物葉片為實(shí)驗(yàn)材料，探究環(huán)境條件對(duì)細(xì)胞呼吸速率(以CO2的釋放量表示)的影響，請(qǐng)幫助他提出一個(gè)探究的課題：__________________________________。需要特別注意的是該實(shí)驗(yàn)需要在_________條件下進(jìn)行。 【解析】(1)圖甲中，物質(zhì)A代表葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的分解產(chǎn)物——丙酮酸；過程d表示光合作用的光反應(yīng)，需要的外因有光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等，內(nèi)因有光合色素和相關(guān)酶。 (2)圖乙中的A點(diǎn)表示植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，從外界吸收O2并釋放CO2，對(duì)應(yīng)甲圖中的f、g、h、a。D點(diǎn)表示光合作用的光飽和點(diǎn)，AD段限制葉肉細(xì)胞光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度。 (3)植物生長(zhǎng)發(fā)育過程就是基因組在一定時(shí)間和空間上程序性表達(dá)的結(jié)果。 (4)影響細(xì)胞呼吸速率的主要因素有溫度、O2濃度等，為防止光合作用對(duì)細(xì)胞呼吸速率測(cè)定的影響，該實(shí)驗(yàn)需要在黑暗條件下進(jìn)行。 答案：(1)丙酮酸　色素、酶 (2)f、g、h、a　光照強(qiáng)度　(3)基因組　(4)探究溫度(O2濃度)對(duì)細(xì)胞呼吸速率的影響　黑暗 6. (15分)為了驗(yàn)證葉片光合作用受到光質(zhì)的影響，請(qǐng)用所提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，在給出的實(shí)驗(yàn)步驟的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)你的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。 (1)實(shí)驗(yàn)材料與用具：小燒杯三只、三棱鏡(注釋：白光通過三棱鏡色散形成紅光、黃光、綠光等單色光)、打孔器、注射器、40 W燈泡、燒杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液(為光合作用提供原料)、綠葉(如菠菜葉)。(實(shí)驗(yàn)過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中O2和CO2在水中的溶解量忽略不計(jì)) (2)實(shí)驗(yàn)步驟： ①取生長(zhǎng)旺盛的綠葉，用直徑為1 cm的打孔器打出小圓形葉片30片(注意避開大的葉脈)。 ②將圓形葉片置于注射器內(nèi)，并讓注射器吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動(dòng)活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出。重復(fù)幾次。 ③將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片，放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用(這樣的葉片因?yàn)榧?xì)胞間隙充滿水，所以全都沉到水底)。 ④取三只小燒杯，分別倒入20 mL_______，并分別向3只小燒杯中各放入_______。 ⑤用40W燈泡照射，三棱鏡色散形成_______分別作用于三只小燒杯。 ⑥觀察并記錄同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中____。 (3)預(yù)測(cè)結(jié)果并解釋原因： ①預(yù)測(cè)結(jié)果：____。 ②原因是____。 (4)結(jié)果討論： ①增強(qiáng)單色光光照強(qiáng)度，____(填“能”或“不能”)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。 ②試在如圖坐標(biāo)系中畫出不同類型的單色光(光質(zhì))照射下，光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線來(lái)說(shuō)明這個(gè)問題。 【解析】(2)④根據(jù)題干所提供的材料，小燒杯中應(yīng)分別倒入20 mL富含CO2的NaHCO3稀溶液以培養(yǎng)葉片；葉片應(yīng)均分為數(shù)量相等的三組，所以分別向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片。 ⑤由題可知，光經(jīng)三棱鏡色散能形成紅光、黃光、綠光，然后作用于三只小燒杯。 ⑥小圓形葉片中氣體被抽出，開始沉入水底，當(dāng)光合作用產(chǎn)生O2后，密度變小而上浮，觀察并記錄同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量或小圓形葉片全部浮起所需的時(shí)間，均可表示光合作用強(qiáng)度。 (3)綠葉中的色素吸收紅光和藍(lán)紫光的能力最強(qiáng)，吸收綠光的能力最弱，黃光居中。因此在紅光照射時(shí)產(chǎn)生O2的速度最快，葉肉細(xì)胞間隙的O2增加最快，葉片上浮的速度也就最快，相反綠光照射的燒杯中葉片上浮最慢。 (4)①光照強(qiáng)度影響光合作用速率，所以增強(qiáng)單色光光照強(qiáng)度，均能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。 ②在一定范圍內(nèi)，光合速率隨光照強(qiáng)度增大而增大。 答案：(2)④富含CO2的NaHCO3稀溶液　10片小圓形葉片　⑤紅光、黃光、綠光?、扌A形葉片浮起的數(shù)量 (3)①紅光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最多，綠光作用的小燒杯內(nèi)的小圓形葉片浮起的數(shù)量最少 ②綠葉中的色素吸收紅光和藍(lán)紫光的能力最強(qiáng)，吸收綠光的能力最弱。因此在紅光照射時(shí)產(chǎn)生O2的速度最快，葉肉細(xì)胞間隙的O2增加最快，葉片上浮的速度也就最快，相反綠光照射的燒杯中葉片上浮最慢 (4)①能?、谌鐖D 7.(15分)(2019大慶模擬)如圖為植物新陳代謝的過程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問題： (1)綠葉中的色素可以用有機(jī)溶劑_________提取。甲圖細(xì)胞呼吸過程中與乳酸菌的發(fā)酵共有的階段是___________(填數(shù)字)。 (2)在乙圖中，若a圖所示為陽(yáng)生植物曲線，則陰生植物曲線與其相比，C點(diǎn)應(yīng)_________(填“左”或“右”)移；由b圖可知，30 ℃時(shí)植物________(填“能”或“不能”)生長(zhǎng)。 (3)在甲圖中的Ⅱ和_________(填“Ⅰ”“Ⅲ”“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)屬于同一種物質(zhì)。 【解析】(1)綠葉中的色素可以用有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇提取。分析甲圖可知：①②③分別表示有氧呼吸的第一、二、三階段。乳酸菌是厭氧微生物，只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸(乳酸發(fā)酵)，無(wú)氧呼吸和有氧呼吸的第一階段完全相同，所以甲圖細(xì)胞呼吸過程中與乳酸菌的發(fā)酵共有的階段是①。 (2)陰生植物的光飽和點(diǎn)(光合速率達(dá)到最大值時(shí)的最小光照強(qiáng)度)低于陽(yáng)生植物。若乙圖中的a圖所示為陽(yáng)生植物曲線，則陰生植物曲線與其相比，C點(diǎn)(光飽和點(diǎn))應(yīng)左移。b圖顯示：30 ℃時(shí)植物的真正光合速率明顯大于呼吸速率，有有機(jī)物積累，因此植物能生長(zhǎng)。 (3)分析甲圖可知：Ⅰ是[H](NADPH)，Ⅱ是O2，Ⅲ是CO2，Ⅳ是葡萄糖，Ⅴ是[H](NADH)，Ⅵ是O2，Ⅶ是CO2。可見，在甲圖中的Ⅱ和Ⅵ屬于同一種物質(zhì)。 答案：(1)無(wú)水乙醇?、? (2)左　能　(3)Ⅵ